Реферат по дисциплине «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ» 

На тему «БИОСФЕРА. ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ. РЕСУРСЫ, ПРЕДЕЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2009 г

       СОДЕРЖАНИЕ 

1. Понятие и эволюцмя биосферы  3

2.Ресурсы биосферы  9

3. Пределы устойчивости биосферы 11  

Литература 14 

 

   1. Понятие и эволюция биосферы

 

             Та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существуют и развиваются растительные и живые организмы, называется биосферой. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры - зоны выветривания.

             Знания о биосфере сегодня как никогда актуальны и необходимы.

             Биосфера (от био... и сфера), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов.

             Биосфера охватывает часть атмосферы,  гидросферу и верхнюю часть  литосферы, которые взаимосвязаны  сложными биогеохимическими циклами  миграции веществ и энергии  (по В. И. Вернадскому, - биогенная  миграция атомов); начальный момент  этих циклов заключён в трансформации  солнечной энергии растениями  и синтезе биогенных веществ  на Земле. Термин "биосфера" ввёл в 1875 австрийский геолог  Э. Зюсс.

       Общее учение о биосфере создано в 20-30-х  гг. 20 в. В. И. Вернадским, развившим идеи В. В. Докучаева о комплексном  естественно - историческом анализе взаимодействующих в природе разнокачественных объектов и явлений (факторов почвообразования) и выявлении самостоятельных природных объектов гетерогенной структуры и состава (почвы, природные зоны). В основе учения Вернадского лежат представления:

       1) о планетарной геохимической  роли живого вещества (совокупность  всех живых организмов, существовавших  или существующих в определённый  отрезок времени, рассматриваемых  как мощный геологический, фактор; в отличие от живых существ,  изучаемых в биологии на всех  уровнях их организации, начиная  от молекулярного, живое вещество, в понимании Вернадского , как биогеохимический фактор, количественно выражается в элементарном химическом составе, массе и энергии).

       2) об организованности биосферы, являющейся  продуктом сложного превращения  вещественно-энергетического и информационного  потоков живым веществом за  время геологической истории  Земли.

       Биосфера  включает не только область жизни (биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, витасферу), но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом.

       По  Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей:

       - живое вещество;

       - биогенное вещество;

       - косное вещество;

       - биокосное вещество;

       - радиоактивное вещество;

       - рассеянные атомы; 

       - вещество космического происхождения. 

       В пределах биосферы везде встречается  либо живое вещество, либо следы  его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота ), природные воды, равно как и каустобиолиты (нефти, угли), известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты.

       Слои  земной коры, лишённые в настоящее  время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области "былых биосфер". Биосфера мозаична по структуре и  составу, отражая геохимическую  и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озёра, горы, ущелья, равнины и т.д.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете, как в прошлые эпохи, так и в наше время.

       Максимальное  содержание живого вещества гидросферы приурочено к мелководьям, минимальное - к глубинным акваториям (абиссаль); на суше эта неравномерность проявляется  в мозаике биогеоценотического  покрова (леса, болота, степи, пустыни  и др.) с минимумом плотности  живого вещества в высокогорьях, пустынях и полярных областях. Элементарная структура активной части современной  биосферы - биогеоценоз.

       Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые (миграция газов и  их превращения); концентрационные (аккумуляция  живыми организмами химических элементов  из внешней среды); окислительно-восстановительные (химические превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью, - соединений железа, марганца, микроэлементов и т.д.); биохимические и биогеохимические функции, связанные с деятельностью человека (техногенез, форма созидания и превращения вещества в биосфере, стимулирующая переход биосферы в новое состояние - ноосферу). Совокупность этих функций определяет все химические превращения в биосфере

       Эволюция  биосферы диалектически связана  с эволюцией форм живого вещества (организмы и их сообщества), усложнением  его биохимических функций, совершающихся  на фоне геологической истории Земли.

       В учении о биосфере выделяют следующие  основные аспекты: энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах; биогеохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (точнее их изотопов) в биосфере и её структурах; информационный, изучающий принципы организации и управления, осуществляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав биосферы; пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур биосферы в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организованности живого вещества в биосфере (проблемы симметрии и др.); ноосферный , изучающий глобальные эффекты воздействия человечества на структуру и химию биосферы: разработка полезных ископаемых, получение новых, отсутствовавших до того в биосфере веществ (например, чистые алюминий, железо и другие металлы), преобразование биогеоценотических структур биосферы (сведение лесов, осушение болот, распашка целинных земель, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесение удобрений, эрозия почв, лесонасаждение, строительство городов, плотин, промысловое хозяйство и т.д.).

       Выход человека в космос, за пределы биосферы, будет стимулировать разработку новых сторон учения о биосфере. Существенный момент учения о биосфере - представления о взаимосвязях (прямых и обратных связях) и сопряжённой  эволюции всех структур биосферы. Это  представление положено в основу разработки многими национальными  и международными организациями, научными центрами и лабораториями проблемы "биосфера и человечество". Решению  этой проблемы служат мероприятия, в  которых участвуют многие страны, например Международное гидрологическое  десятилетие, Международная биологическая  программа и т.д. Повышенный интерес к изучению биосферы вызван тем, что локальное воздействие человека на биосферу, характерное для всей предшествовавшей истории, сменилось в 20в  глобальным его влиянием на состав, структуру и ресурсы биосферы. На планете нет участка суши или моря, где бы ни были обнаружены следы деятельности человека. Один из ярких примеров - глобальные выпадения радиоактивных осадков - продуктов ядерных взрывов.

       В атмосфере, океане и на суше повсеместно  присутствуют (пусть в самых незначительных количествах) продукты сгорания нефти, угля, газов, отходы химической и другой индустрии, ядохимикаты и удобрения, сносимые с полей в процессе водной и ветровой эрозии. Интенсивное и  нерациональное использование ресурсов биосферы - водных, газовых, биологических  и др., усугубляемое гонкой вооружений, испытаниями ядерного оружия и т.д., развеяло миф о бесконечности и неисчерпаемости этих ресурсов. Многочисленные примеры разрушительной деятельности человека и, к сожалению, редкие примеры его созидательной деятельности (в т. ч. в плане охраны природы) свидетельствуют об актуальности разумного ведения земных дел разумным человечеством, что возможно только при переходе от стихийного капиталистического производства к плановому хозяйству социалистического и коммунистического общества.

       Естественно-научной основой рационального подхода к проблеме "биосфера и человечество" - одной из грандиознейших проблем нашего времени - служат учение о биосфере и биогеоценология - дисциплины, изучающие общие принципы и механизмы функционирования и эволюции сообществ живых организмов в определённых пространственных и временных условиях.

       Благодаря созданному В.И.Вернадским учению о  биосфере не только термин “биосфера” получил широкое распространение  и признание, хотя нередко и в  различном понимании, но, по существу, возникла новая парадигма.

       Суть  ее, вероятно, можно выразить словами  самого В.И.Вернадского: “Живое вещество есть самая мощная геологическая  сила, растущая с ходом времени”. Однако потребовалось почти половина столетия, чтобы геологи глубоко  осознали и стали обосновывать и  развивать представления о том, что геологическая история земной коры началась благодаря великой  преобразующей роли живого вещества, а потому сама стратисфера Земли является прямым продуктом развития биосферы. В последние годы стали большое внимание уделять проблеме взаимосвязи живого и минерального миров, их коэволюции, что нашло отражение, в частности, в проведении по этой тематике специальных международных семинаров. Неразрывная связь живого и минерального миров в биосфере вызвана тем, что любое проявление жизни не может существовать без обмена веществ с окружающей средой, т.е. вне биологических круговоротов. Непременным условием существования биосферы является функционирование глобального цикла органического углерода. Энергетическую основу этого цикла составляет фотосинтез, главный вещественный показатель результативности которого - величина глобальной продукции живого вещества. Важнейшей характеристикой цикла, определяющей интенсивность его воздействия на геологическую среду и на скорость ее изменения, является масса выпадающего из него и захороняющегося в осадочных породах органического вещества. Анализ количественной модели глобального цикла органического углерода показывает, что для эволюции биосферы, стратисферы, а тем самым и земной коры, основной закономерностью является их эвтрофикация и сопутствующая ей оксигенизация.

       Произошли и существенные изменения биосферы в целом, выразившиеся в прохождении  ею нескольких стадий: эмбриональной, юной, зрелой и, возможно, уже вхождении  в старческую. Во всех осознанных и, вероятно, пока еще не выявленных причинно-следственных связях живого и минерального миров функционирование живого вещества выступает как основная причина наблюдаемых изменений в системах различного масштаба. Если эволюция живого вещества определяла направленные изменения глобального литогенеза, то тектонические движения (эндогенные процессы) накладывали на него разнообразные черты повторяемости, вызывали пространственную приуроченность его разных стадий и (через изменения скорости эрозии и осадконакопления) влияли на степень завершенности литогенетических процессов. Одновременно, влияя на изменения массы захороняющегося при осадконакоплении и/или разрушающегося при выветривании органического вещества, эти движения в свою очередь могли существенно воздействовать на функционирование глобального цикла органического углерода. Таким образом, биосфера - очень сложная, саморегурирующаяся открытая система, в которой действует принцип Ле Шателье, обусловливающий устойчивость ее существования . Интегральным показателем ее эволюции и возрастающего во времени воздействия живого вещества на геологические процессы является эвтрофикация земной коры.

2. РЕСУРСЫ БИОСФЕРЫ

           Ресурсы биосферы — это особый компонент природной среды, им следует уделять особое внимание, поскольку Их наличие, вид, количество и качество в значительной мере определяют отношения человека к природе, характер и объем антропогенных изменений окружающей среды.

              Под ресурсами биосферы понимают все то, что человек использует для обеспечения своего существования — продукты питания, минеральное сырье, энергоносители, пространство для жизни, воздушное пространство, воду, объекты для удовлетворения эстетичных потребностей.

       Биологические ресурсы - источники и предпосылки  получения необходимых людям  материальных и духовных благ, заключенные  в объектах живой природы: промысловые  объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты и  т.п. Различают растительные ресурсы, ресурсы животного мира, генетические ресурсы.

       Еще несколько десятилетий поэтому, если отношение всех народов к  природе определялось лишь одним  девизом: подчинить, взять самое  большее, ничего не отдавая, поскольку богатства Земли неисчерпаемые человечество и брало, разрушало, сжигало, вырубало, убивало, истощало, поглощало, не считая. Ныне настали другие времена, так как, подсчитав, опомнились.